Другим предметом ретроспективного анализа явились для нас работы в области медицины, физиологии и химии, относящиеся в конечном итоге к созданию новых биологически активных веществ и отмеченные Нобелевскими премиями1.
Все работы можно разделить на две группы:
Первая — открытия, непосредственно связанные с новыми лекарственными препаратами.
Вторая — открытия, связанные с обнаружением или изучением механизма действия эндогенных веществ (ферменты, нуклеиновые кислоты и т. д.), которые либо дают в руки исследователей целебные препараты, либо могут служить для понимания физиологических и патологических процессов.
Так, например, ДНК пока еще не средство фармакологии, однако развитие генной инженерии непрерывно приближает этот момент. Планируемое современной наукой внедрение в клетки человека, больного диабетом, фрагмента генома, отвечающего за синтез инсулина, будет означать, что ДНК, вводимая извне, превратится в фармакологическое средство. Рассмотрим те принципы, по которым создавались работы, отмеченные Нобелевскими наградами.
В ряде открытий изначальным событием был неожиданный случай, например при открытии пенициллина, некоторых витаминов, стрептомицина. Другим открытиям предшествовал скрининг, рассчитанный на торжество определенной идеи: например, открытию пронтозила предшествовали и скрининг сульфосоединений, и удача.
Во многих открытиях на пути к успеху лежала научная концепция, как, например, в случае открытия инсулина, кортизона, рилизинг-гормонов гипоталамуса. В основе некоторых открытий лежит стремление к улучшению и повышению специфичности существующего препарата. Так, очевидно, что рифомицин — «ветка» на могучем «дереве» антибиотиков, выросшем из «семени» пенициллина, послужившего прототипом всего класса антибиотиков.
В большинстве этих ситуаций прототип тщательно исследовался: устанавливалась его структура, механизм действия. Исследования прототипа служили основой для определения требований к улучшенному варианту препарата, затем снова повторялся путь изучения и улучшения.
Так было, например, со снотворным средством вероналом, который был открыт Э. Фишером и послужил основой для многочисленных производных форм, с пронтозилом — родоначальником класса сульфопрепаратов. Эта стратегия поиска и конструирования представлена на рисунке.
Основные этапы конструирования биологически активных соединений (БАС)
В целом основные тенденции в создании новых биологически активных средств таковы: случай как планомерное событие в хорошо организованной системе поиска новых практически важных средств; поиск по научным концепциям; улучшение качества находок путем конструирования лекарств. Вероятность случайного открытия, как правило, повышается за счет детального научного анализа того направления поиска, в котором ожидается событие.
Развитие химии, молекулярной биологии, биотехнологии, включая клеточную и генную инженерию, все более и более определяют возрастающую роль поиска и конструирования биологически активных веществ на базе научных концепций.
Путь обращения к природе за новыми биологически активными веществами, важными для медицины, как свидетельствует весь анализ достижения лекарствоведения по названным выше источникам, — по-видимому, один из магистральных путей нашего времени.
1Анализ проведен по данным работ: Stevenson, 1953; Les Prix Nobel, 1953, 1954 — 1975; Nob. Kal., 1973; Гвинеева, 1959; использованы материалы ЖХО (1975), посвященные Нобелевским лауреатам в области химии, и периодические отчеты о Нобелевских лауреатах очередного года, помещаемые в журнале «Природа» (Берлин, 1975; Зеленин, 1975; Панков, 1978; Полянский, 1979; Скулачев, 1979; Баев, 1981…
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков